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材料拉伸直至破坏的单轴本构关系对于材料与结构的大变形分析或断裂行为研究有重要意义。本文提出了一种将试验与数值分析相结合获取材料拉伸直至颈缩破断全程的本构关系的新方法。该方法首先通过构造初始缺陷实现了拉伸试样的颈缩有限元模拟，应用自行研制的对中夹具和CCD光测图像分析方法测量材料拉伸全程的位移与载荷、试样颈缩根部直径与位移和颈缩形状曲线等变形特性，以变形特性曲线为校核对象，借助ANSYS APDL命令流程序实现材料单轴本构关系的迭代求解，最终获得了材料单轴真实应力应变等效关系。由本文方法获得的全程本构关系曲线对光滑圆棒试样P-V试验曲线、d-V试验曲线和颈缩变形曲线的模拟与试验结果吻合很好，对漏斗结构试样P-V试验曲线模拟结果也吻合很好，从而验证了本文方法的有效性和合理性，由本文方法预测的316L不锈钢破断时的应力应变同传统方法得到的结果差异明显，且试样颈缩根部截面中心的应力大于根部边缘的应力。